#pragma once

#include <iostream>
#include <vector>
#include <semaphore.h>

const static int defaultcap = 5;

template<class T>
class RingQueue
{
private:
    void P(sem_t &sem)
    {
        sem_wait(&sem);
    }

    void V(sem_t &sem)
    {
        sem_post(&sem);
    }

    void Lock(pthread_mutex_t &mutex)
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
    }

    void Unlock(pthread_mutex_t &mutex)
    {
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
public:
    RingQueue(int cap = defaultcap)
        :ringqueue_(cap), cap_(cap), c_step_(0),p_step_(0)
    {
        sem_init(&cdata_sem_, 0, 0);
        sem_init(&pspace_sem_, 0, cap);

        pthread_mutex_init(&p_mutex_, nullptr);
        pthread_mutex_init(&c_mutex_, nullptr);
    }

    void Push(const T& in)
    {
        P(pspace_sem_);   // -> sem_wait()

        // 通过加锁来确保每次只有一个生产者正在生产
        Lock(p_mutex_);   // -> pthread_mutex_lock()
        ringqueue_[p_step_] = in; 

        // 生产后移动位置
        p_step_++;
        p_step_ %= cap_;
        Unlock(p_mutex_); // -> pthread_mutex_unlock()
        
        V(cdata_sem_);    // -> sem_post()

    }

    void Pop(T* out)
    {
        P(cdata_sem_);

        // 通过加锁来确保每次只有一个消费者正在消费
        Lock(c_mutex_);
        *out = ringqueue_[c_step_];

        // 消费后移动位置
        c_step_++;
        c_step_ %= cap_;
        Unlock(c_mutex_);

        V(pspace_sem_);
    }

    ~RingQueue()
    {
        sem_destroy(&cdata_sem_);
        sem_destroy(&pspace_sem_);

        pthread_mutex_destroy(&p_mutex_, nullptr);
        pthread_mutex_destroy(&c_mutex_, nullptr);
    }
private:
    std::vector<T> ringqueue_;
    int cap_;

    int c_step_;       // 消费者下标
    int p_step_;       // 生产者下标

    sem_t cdata_sem_;  // 消费者关注的数据资源
    sem_t pspace_sem_; // 生产者关注的空间资源

    pthread_mutex_t p_mutex_; // 生产者的锁
    pthread_mutex_t c_mutex_; // 消费者的锁
};